有机化学与生活课件.ppt
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1、有机化学与生活有机化学与生活天津科技大学理学院天津科技大学理学院有机教研室有机教研室主要内容主要内容1有机化学与合成纤维有机化学与合成纤维2有机化学与食品有机化学与食品3有机化学与日化用品有机化学与日化用品 一、有机化学与合成纤维一、有机化学与合成纤维纺织纺织纤维纤维的分的分类类天然纤维天然纤维化学纤维化学纤维植物性纤维(纤维素纤维)植物性纤维(纤维素纤维)棉、麻棉、麻动物性纤维(蛋白质纤维)动物性纤维(蛋白质纤维)毛、蚕丝毛、蚕丝人造纤维人造纤维合成纤维合成纤维1.1 什么是纤维?1.2 天然纤维棉纤维棉纤维从棉花籽里蹦出來的棉纤维个性随和,从棉花籽里蹦出來的棉纤维个性随和,很容易被染成各种
2、颜色,而且棉纤维很透气又特很容易被染成各种颜色,而且棉纤维很透气又特別吸汗,是大多数別吸汗,是大多数內衣的主要用料內衣的主要用料。除此之外,。除此之外,棉纤维的耐用也是公认的,家里常用的床单、毛棉纤维的耐用也是公认的,家里常用的床单、毛巾、窗帘布,都是它的杰作!巾、窗帘布,都是它的杰作!天然纤维的来源:天然纤维的来源:麻皮、棉花、羊毛、蚕丝麻皮、棉花、羊毛、蚕丝天天然然纤纤维维:自自然然界界生生长长的的纤纤维维材材料料,可可以以直直接接用用来来纺纱织布。纺纱织布。麻纤维麻纤维从从麻麻的的茎茎杆杆中中抽抽离离出出来来的的麻麻纤纤维维,个个性性有有棱棱有有角角,从从它它表表面面上上粗粗粗粗细细细细
3、的的特特殊殊质质感感中中,就就可可看看出出一一二二。但但是是麻麻纤纤维维十十分分容容易易长长皱皱纹纹,所所以以看看起起来来总总是是特特別別老老,只只要要记记得得用用熨熨斗斗整整烫烫一一番番,就就可可以以帮帮助助它它恢恢复复青青春春。最最后后再再告告诉诉你你,麻麻纤纤维维的的特特性性十十分分通通风凉爽,适合夏天穿著。风凉爽,适合夏天穿著。蚕蚕丝丝纤纤维维由由蚕蚕宝宝宝宝吐吐丝丝后后的的纤纤维维制制成成的的丝丝纤纤维维,浑浑然然天天成成地地散散发发着着美美丽丽光光泽泽,是是全全球球公公认认最最华华贵贵的的纤纤维维。可可以以织织成成夏夏天天透透明明的的纱纱,也也可可以以制制成成冬冬天天丝丝质质的的厚
4、厚外外套套。为为了了宝宝贝贝丝丝纤纤维维光光滑滑的的外外观观,千千万万不不能能用用力力拉扯或刮伤。拉扯或刮伤。羊羊毛毛纤纤维维来来自自羊羊毛毛的的羊羊毛毛纤纤维维,能能带带来来温温暖暖与与蓬蓬松松的的舒舒适适感感。所所以以冬冬天天的的大大衣衣、围围巾巾、西西装装等等衣衣服服,几几乎少不了羊毛纤维。乎少不了羊毛纤维。羊毛纤维水洗会缩水羊毛纤维水洗会缩水。羊绒羊绒开司米山山羊羊原原绒绒里里含含有有各各种种杂杂质质和和粗粗毛毛,需需要要经经过过特特殊殊的的洗洗净净、分分类类、疏疏理理,才才能能得得到到纯纯净净的的羊羊绒绒原原料料,再再经经过过纺纺纱纱、纺纺造造、后后整整理理,制制成成羊羊绒绒衫衫。一
5、一只只绒绒山山羊每年产绒仅羊每年产绒仅150-200克。克。羊羊绒绒纤纤维维比比羊羊毛毛细细很很多多,外外层层鳞鳞片片也也比比羊羊毛毛细细密密、光滑,重量轻、柔软、韧性好光滑,重量轻、柔软、韧性好羊羊绒绒是是一一根根根根细细而而弯弯曲曲的的纤纤维维,其其中中含含有有很很多多的的空空气气,并并形形成成空空气气层层,可可以以防防御御外外来来冷冷空空气气的的侵侵袭袭,保留体温不会减低。保留体温不会减低。天然纤维的限制天然纤维的限制1、棉和麻的种植受地理位置、气候和土壤的、棉和麻的种植受地理位置、气候和土壤的限制。限制。2、羊的放牧需要足够的草场,产量小。、羊的放牧需要足够的草场,产量小。3、蚕的饲育
6、需要大量的人工,受桑树种植条、蚕的饲育需要大量的人工,受桑树种植条件的限制。件的限制。1.3 化学纤维化化学学纤纤维维是是用用天天然然的的或或人人工工合合成成的的高高分分子子物物质质经经化学、机械加工而制得的纤维。化学、机械加工而制得的纤维。(一)从天然纤维到合成纤维(一)从天然纤维到合成纤维蜘蛛结网、桑蚕吐丝蜘蛛结网、桑蚕吐丝1898年年天然纤维素+烧碱+二硫化碳 纤维素黄酸酯溶解于稀碱粘稠的液体纺丝粘胶纤维1920年年德德国国施施陶陶丁丁格格尔尔剖剖析析了了天天然然纤纤维维的的结结构构,提出在一定的条件下,小分子可以聚合成纤维。提出在一定的条件下,小分子可以聚合成纤维。1939年年合合成成
7、高高分分子子化化合合物物:锦锦纶纶66(尼尼龙龙66)投投入入生生产。产。20世纪世纪80年代,合成纤维产量超过天然纤维产量。年代,合成纤维产量超过天然纤维产量。(二)(二)化学纤维的分类化学纤维的分类 人人造造纤纤维维是是利利用用天天然然高高分分子子化化合合物物,如如纤纤维维素素或或蛋蛋白白质质为为原原料料,经经过过一一系系列列化化学学处处理理和和机机械械加加工工而而制得的纤维。制得的纤维。合合成成纤纤维维是是以以石石油油、煤煤、石石灰灰石石、天天然然气气、食食盐盐、空空气气、水水以以及及某某些些农农副副产产品品等等不不含含天天然然纤纤维维的的物物质质作原料,经化学合成和加工制得的纤维。作原
8、料,经化学合成和加工制得的纤维。(三)(三)化学纤维的命名化学纤维的命名(四)常见化学纤维的性能和用途(四)常见化学纤维的性能和用途1、人造纤维、人造纤维(1 1)粘胶纤维)粘胶纤维 在在18911891年年发发明明,19051905年年投投入入工工业业生生产产。它它吸吸湿湿性性好好,容容易易染染色色,干干态态时时的的强强度度接接近近棉棉纤纤维维。它它的的缺缺点点是是湿湿态态时时强强度度较较低低,容容易易变变形形。它它广广泛泛用用作作棉棉、毛毛、丝丝绸绸厂厂的的原原料料,常常跟跟棉棉纤纤维维、涤涤纶纶、锦锦纶纶等等混混纺。工业上用它作制造轮胎的帘子布。纺。工业上用它作制造轮胎的帘子布。(2 2
9、)醋酸纤维(醋酸纤维(acetateacetate)属属于于人人造造纤纤维维家家族族的的醋醋酸酸纤纤维维,最最喜喜欢欢模模仿仿丝丝纤纤维维,所所以以大大家家都都把把它它当当作作丝丝的的替替身身。翻翻开开裙裙子子或或外套的里布外套的里布就可以发现它的存在。就可以发现它的存在。(3 3)阿克力纤维(阿克力纤维(acrylicacrylic):):外外观观看看起起来来却却与与羊羊毛毛极极为为相相似似,常常常常有有人人把把阿阿克克力力纤纤维维与与羊羊毛毛纤纤维维搞搞错错。其其实实阿阿克克力力纤纤维维比比羊羊毛毛纤纤维维容容易易清清洗洗、不不易易缩缩水水。只只是是有有个个糟糟糕糕的的毛毛病病:容容易起小
10、毛球且较不保暖易起小毛球且较不保暖。2、合成纤维、合成纤维(一)合成纤维的性能(一)合成纤维的性能:a.原料来源丰富原料来源丰富 苯、二甲苯、乙烯、丙烯、乙炔苯、二甲苯、乙烯、丙烯、乙炔b.b.强度高、耐磨性好强度高、耐磨性好c.c.吸水性低、不会发霉、不受虫蛀吸水性低、不会发霉、不受虫蛀d.d.耐酸耐碱性能好耐酸耐碱性能好e.e.容易产生静电、吸附灰尘容易产生静电、吸附灰尘(二)常见的合成纤维(二)常见的合成纤维(1)结实耐磨的锦纶)结实耐磨的锦纶化学名称:聚酰胺纤维化学名称:聚酰胺纤维商品名称:商品名称:尼龙尼龙、卡普纶、卡普纶 它它在在19351935年年发发明明,19391939年年投
11、投入入工工业业生生产产。它它主主要要用用于于生生产产长长丝丝,是是各各种种针针织织品品和和丝丝绸绸品品的的原原料料。短短纤纤维维主主要要跟跟羊羊毛毛或或其其他他纤纤维维混混纺纺,增增强强织织物物的的牢牢度度。它它在在工工业业上上制制作作渔渔网网、降降落落伞伞,也也是是生生产产日日用用品品牙牙刷、衣刷、绳索的材料。刷、衣刷、绳索的材料。锦纶的主要优点:锦纶的主要优点:1、耐磨性强耐磨性强比棉花高比棉花高10倍,比羊毛高倍,比羊毛高20倍,比粘胶纤倍,比粘胶纤维高维高50倍。倍。2、强度高强度高比棉花高比棉花高23倍,比羊毛高倍,比羊毛高45倍倍3、质量轻,耐腐蚀,不怕虫蛀,质量轻,耐腐蚀,不怕虫
12、蛀,不霉不霉比同体积的棉花轻比同体积的棉花轻35%4、伸缩性强,结实耐磨伸缩性强,结实耐磨袜子和手套袜子和手套锦纶的主要缺点:锦纶的主要缺点:1、弹性模数比较低,易于变形。、弹性模数比较低,易于变形。2、耐光性、弹性、手感比较差,受热到、耐光性、弹性、手感比较差,受热到170开开始软化,始软化,215熔化。熔化。1001203、透气性和吸湿性都较差。、透气性和吸湿性都较差。(2)抗皱免烫的涤纶)抗皱免烫的涤纶俗称:的确良俗称:的确良化学名称:聚酯纤维化学名称:聚酯纤维单体原料:对苯二甲酸二甲酯和乙二醇单体原料:对苯二甲酸二甲酯和乙二醇 在在1941年年发发明明,1953年年投投入入工工业业生生
13、产产。聚聚酯酯纤纤维维犹犹如如千千面面女女郎郎般般,可可以以呈呈现现多多种种流流行行质质材材效效果果,而而且且亲亲和和力力佳佳。它它常常常常和和天天然然纤纤维维家家族族成成员员混混纺纺在在一一起起。例例如如,60%棉棉+40%聚聚酯酯纤纤维维,即即可可彼彼此此取取长长补补短短,呈呈现现美美观观、耐耐用用、舒舒适适又又容容易易洗洗整整的的纤纤维维特特质质,你你可可以以在在T恤恤、内内衣、运动休闲裤中发现聚酯纤维和棉的合作。衣、运动休闲裤中发现聚酯纤维和棉的合作。涤纶的主要优点:涤纶的主要优点:1、弹弹性性模模数数及及回回弹弹率率很很高高,挺挺括括耐耐皱皱,保保型型性性好好,热稳定性强。热稳定性强
14、。2、强度高,耐磨性比棉高强度高,耐磨性比棉高1倍、比羊毛高倍、比羊毛高3倍。倍。3、电绝缘性优良,不发霉,不怕虫蛀。、电绝缘性优良,不发霉,不怕虫蛀。涤纶的主要缺点:涤纶的主要缺点:吸吸湿湿性性小小、易易起起静静电电,不不透透气气,容容易易起起毛毛结结球,球,染色性较差。染色性较差。(3)人造羊毛)人造羊毛-腈纶腈纶 化学名称:聚丙烯腈 它在1942年发明,1950年投入工业生产。它主要用于生产短纤维,用以代替羊毛纯纺,或跟羊毛和其他化纤毛型产品混纺,如腈纶膨体纱、混纺毛线及各种混纺衣料。腈纶长丝能织成绸缎,还是生产工业用石墨纤维和碳纤维的原料。腈纶主要优点:腈纶主要优点:1、质质轻轻而而柔
15、柔软软,蓬蓬松松而而保保暖暖,外外观观和和手手感感很很像像羊羊毛毛,强度比羊毛高,密度比羊毛小,保暖性和弹性较好。强度比羊毛高,密度比羊毛小,保暖性和弹性较好。2、耐耐热热、耐耐晒晒、耐耐酸酸腐腐蚀蚀,不不怕怕虫虫蛀蛀和和霉霉烂烂,高高度度的耐晒性。的耐晒性。腈纶的主要缺点:腈纶的主要缺点:1、耐磨比其他合成纤维差,弹性不如羊毛。、耐磨比其他合成纤维差,弹性不如羊毛。2、耐碱性较差、耐碱性较差吸湿、染色性能不够好。吸湿、染色性能不够好。二、有机化学与食品二、有机化学与食品 2.1 2.1 食品的主要化学成分食品的主要化学成分食品:食品:可食的、含有易消化营养素的物质。可食的、含有易消化营养素的
16、物质。营营养养素素:能能被被人人体体吸吸收收后后产产生生热热量量、促促进进发发育育、修复组织的物质。修复组织的物质。食食品品中中的的化化学学成成分分:水水、脂脂肪肪、蛋蛋白白质质、糖糖、无机盐、维生素无机盐、维生素(一)食品中的水分及其作用(一)食品中的水分及其作用水水是是人人体体中中不不可可缺缺少少的的物物质质,也也是是构构成成人人体体组组织织的的重重要要部部分分。成成年年人人体体内内水水占占体体重重65左左右右,儿儿童童可可达达75。人人体体所所有有器器官官都都含含水水,如如血血液液占占80、肌肉肌肉70、骨胳、骨胳3。水在人体中的作用至关重要,如水在人体中的作用至关重要,如促进促进食物消
17、化、运输养料、调节体温、维持食物消化、运输养料、调节体温、维持酸碱度、保持电解质平衡等。酸碱度、保持电解质平衡等。每人每天每人每天最低要补充水量最低要补充水量1500mL。(二)油脂及其结构(二)油脂及其结构油:室温下呈液态的油脂。油:室温下呈液态的油脂。脂肪:室温下程固态的油脂。脂肪:室温下程固态的油脂。油脂主要成分:油脂主要成分:甘油和脂肪酸形成的甘油和脂肪酸形成的甘油三酸酯甘油三酸酯。人体脂肪有三种不饱和脂肪酸人体脂肪有三种不饱和脂肪酸亚麻油酸、亚麻亚麻油酸、亚麻油烯酸和花生油烯酸油烯酸和花生油烯酸。它们是人体不能合成的必需脂。它们是人体不能合成的必需脂肪酸,有促进发育、减少血小板粘性、
18、保护皮肤和溶肪酸,有促进发育、减少血小板粘性、保护皮肤和溶解脂溶性维生素等功用。解脂溶性维生素等功用。v脂脂肪肪是是在在常常温温下下呈呈固固态态的的甘甘油油酯酯。成成年年人人约约占占体体重重的的13.2。每每天天需需摄摄入入约约60g脂脂肪肪,每每克克脂脂肪肪在在人人体体内内能能产产生生37.7kJ热热量量,比比糖糖和和蛋蛋白白质质热热量量要要高高一一倍多。倍多。v脂脂肪肪是是人人体体内内储储存存和和供供应应能能量量的的重重要要物物质质,对对人人体体起起保保暖暖作作用用能能帮帮助助脂脂溶溶性性维维生生素素(A、D、E、K)等等的的消消化化吸吸收收,耐耐饥饥饿饿,能能延延长长食食物物在在体体内内
19、的的消化过程。消化过程。维维生生素素D的的合合成成就就是是以以胆胆固固醇醇为为原原料料的的,人人体体内内激素、胆汁的合成也以胆固醇为原料。激素、胆汁的合成也以胆固醇为原料。血血液液中中含含量量高高于于标标准准值值时时可可引引起起动动脉脉硬硬化化,并并导致高血压病症。导致高血压病症。类脂化合物类脂化合物胆固醇胆固醇(三)蛋白质(三)蛋白质v1839年年,德德国国MulderGT将将细细胞胞结结构构里里复复杂杂多多变变的的,存存在在于于一一切切活活细细胞胞中中的的一一类类大大分分子子定定义义为为 蛋蛋蛋蛋 白白白白 质质质质(Protein)。)。v所所有有的的蛋蛋白白质质都都含含有有C、N、O、
20、H等等元元素素,大大多多数数含含有有S、P。分分子子量量范范围围在在1.2万万至至100万万之之间间,蛋蛋白白质质是是氨氨基酸类聚合物,水解时产生的单体叫氨基酸。基酸类聚合物,水解时产生的单体叫氨基酸。v人人体体肌肌肉肉、肝肝脏脏、酶酶直直到到毛毛发发,无无一一不不是是蛋蛋白白质质。在在人体中约有人体中约有1万多种蛋白质,占人体细胞干重的万多种蛋白质,占人体细胞干重的80。蛋白质约由蛋白质约由20种不同种不同氨基酸氨基酸组成。组成。必需氨基酸:必需氨基酸:苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、赖苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等等8种
21、种是人体不能合成的,必须靠食物摄入(婴儿还需是人体不能合成的,必须靠食物摄入(婴儿还需组氨酸)。组氨酸)。含以上含以上8种必需氨基酸的蛋白质叫完全蛋白质种必需氨基酸的蛋白质叫完全蛋白质(如蛋蛋白、酪蛋白、球蛋白),否则叫半完全(如蛋蛋白、酪蛋白、球蛋白),否则叫半完全和不完全蛋白质(如玉米蛋白、胶蛋白)。和不完全蛋白质(如玉米蛋白、胶蛋白)。o主主要要由由碳碳、氢氢和和氧氧三三种种元元素素组组成成,分分子子通通式式为为Cn(H2O)no人人们们吃吃任任何何糖糖类类化化合合物物后后,必必须须在在体体内内水水解解成成葡葡萄萄糖糖,才才能能被被人人体体吸吸收收和和利利用用。每每克克葡葡萄萄糖糖氧氧化
22、化后后能能产产生生16.7kJ热热量量。当当糖糖类类化化合合物物进进入入体体内内时时,一一部部分分被被氧氧化化而而供供身身体体热热能能消消耗耗,另另一一部部分分以以糖糖原原形形式储藏在肝和其他部分,供紧急时用。式储藏在肝和其他部分,供紧急时用。(四)糖类(四)糖类1、单糖:单糖:凡不能被水解成为更小分子的糖。凡不能被水解成为更小分子的糖。如:葡萄糖、果糖、半乳糖。如:葡萄糖、果糖、半乳糖。2、寡寡糖糖:凡凡能能水水解解成成少少数数(26个个)单单糖糖分分子子的的糖糖。如:蔗糖、麦芽糖和乳糖。如:蔗糖、麦芽糖和乳糖。单糖和寡糖能溶于水,多有甜味。单糖和寡糖能溶于水,多有甜味。3、多糖:多糖:凡能
23、水解为多个单糖分子的糖。凡能水解为多个单糖分子的糖。如:淀粉、纤维素等。如:淀粉、纤维素等。糖类物质的分类糖类物质的分类(五)无机盐(五)无机盐v人体中已知有几十种元素,其中人体中已知有几十种元素,其中氧、碳、氢、氮氧、碳、氢、氮占人体质量的占人体质量的96,钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁7种元素占种元素占3.95,上述,上述11种元素叫种元素叫必需常量元素必需常量元素。v锰、铁、钴、铜、锌、钼、碘、钒、铬、硒、氟、锰、铁、钴、铜、锌、钼、碘、钒、铬、硒、氟、硅硅等叫等叫必需痕量元素必需痕量元素,在人体中含量不到,在人体中含量不到1。(六)维生素(六)维生素维生素大多数为
24、有机化合物,属于维生素大多数为有机化合物,属于营养素营养素。它不能提供。它不能提供能量,但对维持人体正常生长及调节生理机能有很大的作能量,但对维持人体正常生长及调节生理机能有很大的作用。人体用。人体不能制造维生素不能制造维生素,必须由食物供给。,必须由食物供给。维生素分为维生素分为脂溶性维生素脂溶性维生素和和水溶性维生素水溶性维生素。脂溶性维生素脂溶性维生素:维生素:维生素A、维生素维生素D、维生素维生素E、维生素维生素K等。等。水溶性维生素:水溶性维生素:维生素维生素B、维生素维生素C、维生素维生素H、维生素维生素M、维生素维生素P等。等。(1)维生素维生素Aq1913年美国化学家台维斯从鳕
25、鱼肝中提取得到的。年美国化学家台维斯从鳕鱼肝中提取得到的。q维维生生素素A是是眼眼睛睛中中视视紫紫质质的的原原料料,也也是是皮皮肤肤组组织织必必需需的材料,人缺少它会得干眼病、夜盲症等。的材料,人缺少它会得干眼病、夜盲症等。q通通常常每每人人每每天天应应摄摄入入维维生生素素A 24.5mg,不不能能摄摄入入过过多多。动动物物肝肝中中含含维维生生素素A特特别别多多,其其次次是是奶奶油油和和鸡鸡蛋蛋等等。胡胡萝萝卜卜、番番茄茄等等蔬蔬菜菜中中含含多多量量胡胡萝萝卜卜素素,它它是是维维生素生素A的前体,在人体中易变为维生素的前体,在人体中易变为维生素A。(2)维生素维生素B维生素维生素B1v最最早早
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